Трансформаторный мост отношений.

          Примеры  схем   трансформаторных   мостов отношений показаны на рис. 4.10. Уравновешивание моста осуществляется изменением отношения числа витков трансформатора. Это отношение не зависит от температуры и условий окружающей среды и его можно определить с высокой точностью. Условие равновесия моста определяется выражением

.                      (4.24)

 

 

 

 

                         а)                                     б)              

                                     Рис. 4.10.

          Если отношение N_Х/N₁ можно регулировать, то мост уравновешивается при фиксированном Z₁ изменением этого отношения. Используя несколько отводов и переключая их можно менять это отношение в  широких   пределах, от 1 до 10⁶ и  далее при неизменном Z₁.  Число    отводов можно увеличить, если требуется расширить диапазон.

          Достоинствами трансформаторных мостов являются: они могут обеспечить практически постоянную чувствительность в широком диапазоне отношения плеч, могут применяться для измерений в широком интервале частот (до сотен мегагерц), обладают малой погрешностью (погрешность может составлять значение 0,01 – 0,001%).

Мосты для измерения частоты.

            Для измерения частоты применяются как одинарные (рис. 4. 11,а), так и двойные Т-образные (рис. 4.11,б) мосты.

               

                               а)                                           б)

                                                  Рис. 4.11.

          Для схемы на рис. 4.11,а условия равновесия моста описываются выражениями 

 ,   .              (4.25)

          Решая эти уравнения получим  

 .                       (4.26)

        В применяемых на  практике мостах, выполнен­ных по схеме  4.11,а емкости С1 и С2 фиксированны, R₁  и  R₂  – известные пере­менные сопротивления, которые  регулируются об­щей руч­кой, так  что   R₁  =  R₂ . Значе­ние   R₄   в   схеме (рис. 4.11,а)  выбирается равным 2R₃. При этих условиях выражение (4.25) принимает вид

.                          (4.27)

          Из (4.26) видно, что мост уравновешивается изменением лишь одного сопротивленияR₁; градуировка осуществляется непосредственно в значениях частоты.

          Из условий равновесия (4.26)  следует, что рассмотренный  мост может также использоваться и для измерения емкости.

          Пусть у моста (рис. 4.11,б)  R₁ = R₂  = R; C₁ = C₂  = C; R₃ = 0,5R; и С₃ = 2С.                             

          Тогда при  равновесии моста получим

                              (4.28)

          Двойной Т- образный мост часто используют как преобразователь частоты в напряжение.

Автоматические мосты переменного тока.

          Автоматические мосты предназначены для определения модуля и фазы или вещественной и мнимой части комплексного сопротивления. Комплексное сопротивление

.                    (4.29)

Рис. 4.12.

          Измерение Z  сводится к определению z и φ или R и X. На рис. 4.12. показана структурная схема автоматического моста переменного тока с одновременным уравновешиванием двумя параметрами. Формирование сигналов управления двигателями осуществляется с помощью фазочувствительных нуль-органов ФЧН-О₁ и ФЧН-О₂. В этой схеме: Z_Х – измеряемое сопротивление; ИЦ – измерительная цепь; У – усилитель; Г – генератор; Д₁ и Д₂ - двигатели; ОУ₁ и ОУ₂ – отсчетные устройства; ФЦ₁  и ФЦ₂  - фазосдвигающие цепи. 

• ИТОГ:

• Мосты переменного тока работают на тех же самых принципах, что и мосты постоянного тока: пропорциональное отношение импедансов (в отличии от сопротивлений в мостах постоянного тока) создаст условие баланса, индицируемое детектором нуля.

• Детекторами нуля для мостов переменного тока могут служить чувствительные электромагнитные индикаторы, осциллографы, наушники (с усилителями или без), или любое другое устройство, способное зарегистрировать очень слабый сигнал. Как и детекторы нуля для мостов постоянного тока, эти детекторы требуют только точной калибровки в нуле шкалы.

• Мосты переменного тока могут быть "симметричного" типа, где неизвестный импеданс уравновешивается соответствующим (индуктивным или ёмкостным) стандартным импедансом на той же стороне моста (внизу или вверху). Или же они могут быть "несимметричного типа", используя параллельные импедансы для уравновешивания последовательно соединённых импедансов, и кроме того ёмкости могут уравновешивать индуктивности.

• Мостовые схемы переменного токи имеют более чем один орган настройки, так как для условий баланса должны совпасть и амплитуда, и фаза сигнала.

• Одни импедансные мосты частотно-зависимые, другие - нет. Частотно-зависимые мосты могут быть использованы в качестве частотомеров, если значения всех их компонентов точно известно.

• Земля Вагнера или заземление Вагнера - это делитель напряжения, добавляемый к мостам переменного тока для снижения ошибок, возникающих из-за паразитных ёмкостей между детектором нуля и землёй.